BBBYYY AAppooppttoossiiss aanndd NNeeccrroossiiss::

(1)

ZOOLOGY: SEM- II, PAPER- C4T: CELL BIOLOGY, UNIT 8: CELL SIGNALING

A A p p o o p p t t o o s s i i s s a a n n d d N N e e c c r r o o s s i i s s : :

E E x x t t r r a a c c e e l l l l u u l l a a r r m m a a t t r r i i x x - - C C e e l l l l i i n n t t e e r r a a c c t t i i o o n n s s

B BY B Y Y

D D R R . . P P O O U U L L A A M M I I A A D D H H I I K K A A R R Y Y M M U U K K H H E E R R J J E E E E A A S S S S I I S S T T A A N N T T PR P R O O F F E E S S S S O O R R

D D E E P P A A R R T T M M E E N N T T O O F F Z Z O O O O L L O O G G Y Y

N N A A R R A A J J O O L L E E R R A A J J C C O O L L L L E E G G E E

(2)

TThhee cceellllss ooff mmuullttiicceelllluullaarr oorrggaanniissmmss uunnddeerrggoo tthhee vvaarriioouuss prprococeesssseess ooff ggrroowwtth h aannd d ddeeaatth.h.

CCeelllluullaarr ddeeaatthh iiss vveerryy mmuucchh eesssseennttiiaall ffoorr eevveerryy oorrggaanniissmm iinn oorrddeerr ttoo ssuurrvviivvee aanndd ggrrooww..

OuOurr bbodody y coconnssisisttss ofof vavarriiououss ttypypeess ooff cceellllss loloccaatteed d inin tthhee ddiiffffeerreenntt ppaarrttss ooff tthhee bbooddyy..

TTheherree aarere ttwwo o wwaaysys tthhrrououggh h wwhihicch h ththee cceellll ununddeerrggooeess tthehe pprroocceessss ooff ddeeaatthh..

(3)

IItt iiss eeiitthheerr tthhrroouugghh ggeettttiinngg eexxppoosseedd ttoo uunnffaavvoorraabbllee oorr haharrmmffulul eenvnviirroonmnmeenntt,, oorr bbyy aan n ininjjururyy,, oror a a rereggululaatteded pprroocceessss ooff ddiissiinntteeggrraattiioonn..

TThhee ddeeaatthh ooff aa cceellll ooccccuurrss iinn ttwwoo ddiiffffeerreenntt wwaayyss,, nnaammeellyy AAppooppttoossiiss ((pprrooggrraammmmeedd cceellll ddeeaatthh)) aanndd NNeeccrroossiiss ((uunnppllaannnneedd cceellll ddeeaatthh))..

AA nnumumbberer ofof vavaririoouuss ttoxoxiicc cchehemmiiccalals s oror eevevenn phphyyssiiccalal eevveennttss ssuucchh aass rraaddiiaattiioonn,, ttrraauummaa,, hheeaatt,, llaacckk ooff ooxxyyggeenn

(4)

ssuuppppllyy dduuee ttoo rreedduucceedd ffllooww ooff bblloooodd mmaayy lleeaadd ttoo tthhee cceellll dedeaatthh..

AAllll tthheessee cchheemmiiccaall oorr pphhyyssiiccaall eevveennttss ccaann lleeaadd ttoo aa lleetthhaall ddiissrruuppttiioonn ooff tthhee cceellll ssttrruuccttuurree aass wweellll aass tthhee aaccttiivviittyy..

AAppooppttoossiiss aanndd NNeeccrroossiiss,, bbootthh aarree tthhee vvaarriiaannttss ooff cceellll ddeeaatthh wwhihicch h vvaarry y ggrreeaattlyly iinn aalll l tthhee aaspspeeccttss eexxcceepptt tthehe eendnd.. NNeeccrroosisiss iiss kknnoowwnn ttoo bbee aa kkiinndd ooff cceellll ddeeaatthh wwhheerree tthhee cceellll ddiieess iinn aann ununttimimeelyly wwaay y ddueue toto ssoomme e ununccoontntrrolollleed d exextteerrnanall ffaacctotorrs.s.

(5)

AAppooppttoossiiss iiss kknnoowwnn aass aa pprreeddeeffiinneedd ssuuiicciiddee cceellll wwhheerree tthhee cceellll dedessttroroyys s iittsseelflf mmaaininttaiainniingng aa ssmmooootth h ffununcctitioonniingng ooff tthehe bboodydy..

A A p p o o p p t t o o s s i i s s : :

 A_Appopopttoossiis s ((ffrroomm AAncncieienntt GGrreeeekk aappópópttōsōsisis,, ""fafalllilinngg oofff"f") ) isis aa ffoorrmm ooff pprrooggrraammmmeedd cceellll ddeeaatthh tthhaatt ooccccuurrss iinn mmuullttiicceelllluullaarr oorrggaanniissmmss..

(6)

 B_Bioiocchehemmicicalal eeveventntss lleeaad d tto o cchaharracactteerriiststicic cceelll l cchahannggeess ((mmoorrpphhoollooggyy)) aanndd ddeeaatthh..

 T_Thehesese chchaannggeess ininccluluddee bblelebbbbiinngg,, ccelelll shshrriinknkaagge,e, nunuccleleaarr ffrraaggmmeennttaattiioonn,, cchhrroommaattiinn ccoonnddeennssaattiioonn,, cchhrroommoossoommaall DDNNAA ffrraaggmmeennttaattiioonn,, aanndd gglloobbaall mmRRNNAA ddeeccaayy..

 T_Thhee aavveerraaggee aadduulltt hhuummaann lloosseess bbeettwweeeenn 5500 aanndd 7700 bbiilllliioonn cceelllsls eeaacch h ddaayy duduee tto o aappooptptoossiis.s.

 F_Foorr aann aavveerraaggee hhuummaann cchhiilldd bbeettwweeeenn tthhee aaggeess ooff 88 aanndd 1144,, aapppprroxoxiimmaattelelyy 220–0–330 0 bbiilllliioon n cceellllss didiee pperer ddaay.y.

(7)

 In_In ccoontntrraasstt toto nneeccrrososisis,, wwhhicich h iis s aa fforormm ofof ttrrauaummaatticic cceellll ddeeaatthh tthhaatt rreessuullttss ffrroomm aaccuuttee cceelllluullaarr iinnjjuurryy,, aappooppttoossiiss iiss aa hhiigghhllyy rreegguullaatteedd aanndd ccoonnttrroolllleedd pprroocceessss tthhaatt ccoonnffeerrss aadvdvaannttaaggeses dudurriningg aan n oorrggananiismsm''s s liliffee ccycycllee..

 Fo_Forr eexxaammplple,e, tthhee sseepaparraattiionon ofof fifinnggeerrs s aannd d ttooeess iin n aa dedevveellopopiinngg huhummanan eemmbbrryyo o ooccccururs s bbeeccaaususee ccelelllss bbetetwweeeenn tthhee ddiiggiittss uunnddeerrggoo aappooppttoossiiss..

 U_Unnlliikkee nneeccrroossiiss,, aappooppttoossiiss pprroodduucceess cceellll ffrraaggmmeennttss ccaalllleedd aappooppttoottiicc bbooddiieess tthhaatt pphhaaggooccyyttiicc cceellllss aarree aabbllee ttoo eenngguullff

(8)

aanndd rreemmoovvee bbeeffoorree tthhee ccoonntteennttss ooff tthhee cceellll ccaann ssppiillll oouutt onontto o susurrrrouounnddiingng cceellllss aanndd ccauaussee dadammaaggee tto o tthehemm. .

 B_Beeccaaususee aappopopttososisis ccaannnnotot ststoopp ononccee iitt hahas s bbeegguun,n, iitt isis aa hihigghlhlyy rreeggululaatteed d pprrococeessss..

 A_Appopopttoossiis s cacan n bbee ininiittiaiatteded tthrhrououggh h ononee ofof ttwwoo papatthhwwayayss.. InIn tthhee ininttrriinnssiicc papatthwhwayay tthehe cceellll kkilillsls iittsesellff bbececaauussee iitt sseennsseess cceellll ssttrreessss,, wwhhiillee iinn tthhee eexxttrriinnssiicc ppaatthhwwaayy tthhee cceellll kkilillsls ititsseellff bbeeccaauusese oof f ssigignnaalsls frfromom ootthheerr cceellllss..

(9)

 W_Weeaakk eexxtteerrnanall sisiggnanalls s mmaay y aalslsoo aaccttivivaattee tthehe ininttrriinnsisicc ppaatthhwwaayy ooff aappooppttoossiiss..

 B_Botothh ppaatthwhwaaysys ininduducce e cceellll dedeatath h bby y acacttiivavattiningg ccaaspspaasseess,, wwhhiicchh aarree pprrootteeaasseess,, oorr eennzzyymmeess tthhaatt ddeeggrraaddee pprrootteeiinnss..

 T_Thhee ttwwoo ppaatthhwwaayyss bbootthh aaccttiivvaattee iinniittiiaattoorr ccaassppaasseess,, wwhhiicchh tthheenn aaccttiivvaattee eexxeeccuuttiioonneerr ccaassppaasseess,, wwhhiicchh tthheenn kkiillll tthhee cceelll l bbyy ddeeggraraddiinngg prprootteieinnss iinndidissccrrimimiinnaatteelyly..

(10)

 In_In aaddddiittiionon ttoo ititss imimppororttaannccee aas s aa bbiiololooggiiccaall pphehenonommenenoonn,, ddeeffeeccttiivvee aappooppttoottiicc pprroocceesssseess hhaavvee bbeeeenn iimmpplliiccaatteedd iinn aa wwiiddee vvaarriieettyy ooff ddiisseeaasseess..

 E_Exxcceessssiivvee aappooppttoossiiss ccaauusseess aattrroopphhyy,, wwhheerreeaass aann iinnssuuffffiicciieenntt aammoouunntt rreessuullttss iinn uunnccoonnttrroolllleedd cceellll prprololiifeferraattiionon,, ssucuch h aass ccaancnceerr. .

 S_Soomme e fafacctotorrs s llikikee FaFas s rrececeeptptororss anandd ccaaspspaasseess prpromomototee aappooppttoossiiss,, wwhhiillee ssoommee mmeemmbbeerrss ooff tthhee BBccll--22 ffaammiillyy ooff pprrootteeiinnss iinnhhiibbiitt aappooppttoossiiss..

(11)

MMaajjoorr sstteeppss ooff aappooppttoossiiss::

 C_Ceellll shshrriinnkkss

 C_Ceellll ffrraaggmmeennttss

 C_Cyyttoosskkeelleettoonn ccoollllaappsseess

 Nu_Nuccleleaarr eenvnveeloloppee didissaasssseemmbbllees s

 C_Ceellllss rreelleeaassee aappooppttoottiicc bbooddiieess

(12)

IInnttrriinnssiicc aappooppttoossiiss::

 In_Inttririnnssicic aappopopttoossiis s isis mmedediiaatteed d bby y mmititoocchhoondndrriaia-- aassssoocciiaatteedd BBCCLL--22 ffaammiillyy pprrootteeiinnss –– BBAAXX aanndd BBAAKK ((BBAAXX aantntibiboodydy:: 5050559999--2-2-IIgg))..

 B_BAAKK iiss aa ttrraannssmmeemmbbrraannee pprrootteeiinn ooff tthhee oouutteerr mmiittoocchhoonnddrriiaall mmeemmbbrraannee..

 U_Uppoonn aappooppttoossiiss iinndduuccttiioonn,, BBAAXX uunnddeerrggooeess ccoonfnfoorrmmaattioionnaall cchhaannggee..

(13)

 T_Thihiss eexxpoposseess ititss ttrrananssmmemembbraranene ddomomaaiinn,, leleaaddiningg toto tthhee iinnsseerrttiioonn ooff BBAAXX iinnttoo tthhee oouutteerr mmiittoocchhoonnddrriiaall mmeemmbbrraannee..

 B_BAAXX--BBAAKK hheetteerrooddiimmeerrss ffoorrmm mmiittoocchhoonnddrriiaall ppoorreess,, wwhhiicchh lleeaaddss ttoo tthhee rreelleeaassee ooff mmiittoocchhoonnddrriiaall pprrootteeiinnss iinnttoo tthhee ccyyttopopllaassmm,, ininccluludidinngg ccytytoocchrhromomee cc anandd DIDIAABBLLO O prprootteeiinnss,, tthhaatt ccaann aaccttiivvaattee ccaassppaasseess..

(14)

EExxttrriinnssiicc aappooppttoossiiss::

 T_Theherree araree ttwwo o mmaiainn rreecceeppttoror tytyppeess ffoorr eextxteerrnanallllyy iindnduucceedd aappooppttoossiiss..

 D_Deeaatthh rreecceeppttoorrss ((ee..gg..,, TTNNFF,, FFaass rreecceeppttoorrss)) bbiinndd tthheeiirr eexxttrraacceelllluullaarr lliiggaannddss ((TTNNFF--aallpphhaa,, FFaassLL –– FFaass lliiggaanndd,, rreesspepeccttiivevellyy))..

 T_Thihiss pprroommppttss ttheheiirr aaccttiivavattioionn aannd d asassseemmbblyly iinnttoo ccoommpplelexxeess,, leleaaddiingng ttoo tthhee acacttivivaatitioonn ooff iintntrraacceelllluullaarr ccaassppaasseess..

(15)

 T_Thehe oottheherr aappopopttootticic rreececeppttorors s araree ccaalllleed d dedepepennddeennccee rreecceeppttoorrss ((ee..gg..,, DDCCCC aanndd PPTTCCHH11)),, wwhhiicchh oonn aa ccoommpplleetteellyy ooppppoossiittee sseennssiinngg mmeecchhaanniissmm..

 I_Inn pphhyyssiioollooggiiccaall ccoonnddiittiioonnss,, tthheeyy rreessppoonndd ttoo ttrroopphhiicc ffaaccttoorrss aanndd aacctt aass aann aannttii--aappooppttoottiicc ssttiimmuulluuss..

 H_Hoowweevveerr,, wwhheenn tthheeiirr lliiggaanndd ffaallllss bbeellooww aa cceerrttaaiinn lleevveell iinn tthehe eexxttrraaccelelllululaarr spspacacee,, liliggaannd-d-ffrreeee rreecceeptptorors s ttrriiggggerer tthehe aappooppttoottiicc rreessppoonnssee..

(16)

N N e e c c r r o o s s i i s s : :

 Ne_Neccrrososiiss (f(frromom AnAnccieienntt GGrreeeekk nnéékkrōrōssiis,s, ""dedeaatth"h")) iis s aa foforrmm ooff cceellll iinnjjuurryy wwhhiicchh rreessuullttss iinn tthhee pprreemmaattuurree ddeeaatthh ooff cceellllss iinn lliivviinngg ttiissssuuee bbyy aauuttoollyyssiiss..

 N_Neeccrroossiiss iiss ccaauusseedd bbyy ffaaccttoorrss eexxtteerrnnaall ttoo tthhee cceellll oorr ttiissssuuee,, ssuucchh aass iinnffeeccttiioonn,, oorr ttrraauummaa wwhhiicchh rreessuulltt iinn tthhee ununrregegululaatteed d ddigigeeststioionn ofof cceellll ccoommpoponenennttss..

(17)

 In_In ccoontntrraastst,, apapooptptososiis s iiss aa nnaattururaalllly y ooccccururrriingng pprrooggrraammmmeedd aanndd ttaarrggeetteedd ccaauussee ooff cceelllluullaarr ddeeaatthh..

 W_Whihillee aapopoppttoosisiss ooftfteen n prprovoviidedess bbeneneeffiicciiaal l efefffeectcts s tto o tthehe oorrggaanniissmm,, nneeccrroossiiss iiss aallmmoosstt aallwwaayyss ddeettrriimmeennttaall aanndd ccaann bbee ffaattaall..

 C_Ceelllluullaarr ddeeaatthh dduuee ttoo nneeccrroossiiss ddooeess nnoott ffoollllooww tthhee aapopoppttoottiicc ssigignanal l ttrrananssdducucttioionn papatthwhwaay,y, bbutut rratathheerr vvaarriiououss rreecceeppttoorrss aarree aaccttiivvaatteedd aanndd rreessuulltt iinn tthhee lloossss ooff cceellll

(18)

mmeemmbbrraannee iinntteeggrriittyy aanndd aann uunnccoonnttrroolllleedd rreelleeaassee ooff prprododuuccttss ooff cceellll ddeeaathth iinnttoo tthhee eexxttrraaccelellluullaarr ssppaaccee..

 T_Thihiss ininiittiiaatteess iinn tthhee ssururrrooununddiningg ttisisssuuee aann ininfflalammmmatatoorry y rreesspoponnssee, , wwhihicchh aattttraraccttss leleuukkococytyteses aannd d neneaarrbbyy pphhaaggooccyytteess wwhhiicchh eelliimmiinnaattee tthhee ddeeaadd cceellllss bbyy phphaaggococytytoosisiss..

 H_Hoowweevveerr,, mmiiccrroobbiiaall ddaammaaggiinngg ssuubbssttaanncceess rreelleeaasseedd bbyy leleuukkococytyteess wwooululdd ccrreeaatete cocollllaatteerraal l dadammaaggee ttoo ssuurrrroouunnddiinngg ttiissssuueess..

(19)

 T_Thihiss eexxccesesss ccoollllaatteerralal ddaammagagee ininhhiibbiittss tthehe heheaalliingng pprroocceessss..

 T_Thuhuss,, uunntrtreeaatteedd nneeccrrososisis rreesusullttss iinn aa bbuiuilldd-u-upp ooff ddeeccoommppoossiinngg ddeeaadd ttiissssuuee aanndd cceellll ddeebbrriiss aatt oorr nneeaarr tthhee ssiittee ooff tthhee cceellll ddeeaatthh..

 A_A ccllaassssiicc eexxaammppllee iiss ggaannggrreennee.. FFoorr tthhiiss rreeaassoonn,, iitt iiss oofftteenn nenecceesssasarryy tto o rreemmovovee neneccrrototiicc ttiisssusuee susurrggicicaallllyy,, aa pprroocceedduurree kknnoowwnn aass ddeebbrriiddeemmeenntt..

(20)

CCllaassssiiffiiccaattiioonn ooff NNeeccrroossiiss::

TThheerree aarree ssiixx ddiissttiinnccttiivvee mmoorrpphhoollooggiiccaall ppaatttteerrnnss ooff nneeccrroossiiss::

1.1. CCooaagguullaattiivvee nneeccrroossiiss iiss cchhaarraacctteerriizzeedd bbyy tthhee ffoorrmmaattiioonn ofof aa ggeelalattininoouuss ((ggeell-l-liikkee) ) ssububststaancncee inin dedeaadd ttiissssuuees s iinn wwhhiicchh tthhee aarrcchhiitteeccttuurree ooff tthhee ttiissssuuee iiss mmaaiinnttaaiinneedd,, aanndd ccaann bbee oobbsseerrvveedd bbyy lliigghhtt mmiiccrroossccooppyy.. CCooaagguullaattiioonn ooccccuurrss aas s aa rreesusultlt ofof prprootteeiinn dedenanattururaattioionn,, cacaususiningg aalblbumumiinn ttoo

(21)

ttrraannssffoorrmm iinnttoo aa ffiirrmm aanndd ooppaaqquuee ssttaattee.. TThhiiss ppaatttteerrnn ooff neneccrroosisiss isis ttypypiiccalalllyy seseeen n iinn hhypypooxxicic ((llowow--oxoxyyggeen)n) eennvviirroonnmmeennttss,, ssuucchh aass iinnffaarrccttiioonn.. CCooaagguullaattiivvee nneeccrroossiiss ooccccuurrss pprriimmaarriillyy iinn ttiissssuueess ssuucchh aass tthhee kkiiddnneeyy,, hheeaarrtt aanndd aaddrreennaall ggllaannddss.. SSeevveerree iisscchheemmiiaa mmoosstt ccoommmmoonnllyy ccaauusseess nneeccrroossiiss ooff tthhiiss ffoorrmm..

22.. LLiiqquueeffaaccttiivvee nneeccrroossiiss ((oorr ccoolllliiqquuaattiivvee nneeccrroossiiss)),, iinn ccoontntrraasstt toto ccooaagguulalattiivvee neneccrroosisiss,, isis cchaharraacctteeririzzeed d bby y tthehe

(22)

ddiiggeessttiioonn ooff ddeeaadd cceellllss ttoo ffoorrmm aa vviissccoouuss lliiqquuiidd mmaassss.. TThhiiss isis tytyppiiccaall oof f bbaaccteterriaiall,, oror sosommeetitimmees s fufunnggaall,, iinfnfeecctitioonnss bbeeccaauussee ooff tthheeiirr aabbiilliittyy ttoo ssttiimmuullaattee aann iinnffllaammmmaattoorryy rreessppoonnssee.. TThhee nneeccrroottiicc lliiqquuiidd mmaassss iiss ffrreeqquueennttllyy ccrreeaammyy yyeellllooww dduuee ttoo tthhee pprreesseennccee ooff ddeeaadd lleeuukkooccyytteess aanndd iiss ccoommmmoonnllyy kknnoowwnn aass ppuuss.. HHyyppooxxiicc iinnffaarrccttss iinn tthhee bbrraaiinn prpreesesennttss aas s tthihis s ttypypee ofof neneccrrososiiss,, bbeeccaaususee ththee bbrraiainn ccoonnttaaiinnss lliittttllee ccoonnnneeccttiivvee ttiissssuuee bbuutt hhiigghh aammoouunnttss ooff

(23)

ddiiggeessttiivvee eennzzyymmeess aanndd lliippiiddss,, aanndd cceellllss tthheerreeffoorree ccaann bbee rreeaaddililyy ddiiggeesstteedd bby y ttheheirir oowwn n eennzzyymmees.s.

3.3. GGaannggrreennoouuss nneeccrroossiiss ccaann bbee ccoonnssiiddeerreedd aa ttyyppee ooff ccooaagguullaattiivvee nneeccrroossiiss tthhaatt rreesseemmbblleess mmuummmmiiffiieedd ttiissssuuee.. IItt iiss cchhaarraacctteerriissttiicc ooff iisscchheemmiiaa ooff lloowweerr lliimmbb aanndd tthhee ggaassttrrooiintnteeststiinnaall ttrracactts.s. IfIf ssupupeerriimmpoposseedd iinfnfeecctitioonn oof f dedeaadd ttiissssuueess ooccccuurrss,, tthheenn lliiqquueeffaaccttiivvee nneeccrroossiiss eennssuueess ((wweett ggaannggrrenenee).).

(24)

4.4. CCaasseeoouuss nneeccrroossiiss ccaann bbee ccoonnssiiddeerreedd aa ccoommbbiinnaattiioonn ooff ccooaagguulalattiivvee anandd liliqqueuefafaccttiiveve nneeccrrososisis,, ttyypipiccaallllyy ccauausesedd bbyy mmyyccoobbaacctteerriiaa ((ee..gg.. ttuubbeerrccuulloossiiss)),, ffuunnggii aanndd ssoommee ffoorreeiiggnn ssuubbssttaanncceess.. TThhee nneeccrroottiicc ttiissssuuee aappppeeaarrss aass wwhhiittee aanndd ffrriiaabbllee,, lliikkee cclluummppeedd cchheeeessee.. DDeeaadd cceellllss ddiissiinntteeggrraattee bbuutt aarree nnoott ccoommpplleetteellyy ddiiggeesstteedd,, lleeaavviinngg ggrraannuullaarr ppaarrttiicclleess.. MiMiccrrososccooppicic eexxaammininaattioionn sshohowwss aammororphphoousus grgraanunullaarr ddeebbrriiss eenncclloosseedd wwiitthhiinn aa ddiissttiinnccttiivvee iinnffllaammmmaattoorryy bboorrddeerr.. SSoomme e ggrarannuulolommaas s ccoontntaainin tthhisis ppaatttteerrn n ofof neneccrroosisiss..

(25)

5.5. FFaatt nneeccrroossiiss iiss ssppeecciiaalliizzeedd nneeccrroossiiss ooff ffaatt ttiissssuuee,, rreessuullttiinngg frfromom tthehe aaccttiionon oof f aaccttivivaatteedd lilipapasseess onon ffaatttty y ttisissusueess susucchh aass tthhee ppaannccrreeaass.. IInn tthhee ppaannccrreeaass iitt lleeaaddss ttoo aaccuuttee ppaannccrreeaattiittiiss,, aa ccoonnddiittiioonn wwhheerree tthhee ppaannccrreeaattiicc eennzzyymmeess lleeaakk oouutt iinnttoo tthhee ppeerriittoonneeaall ccaavviittyy,, aanndd lliiqquueeffyy tthhee mmeemmbbrraannee bbyy sspplliittttiinngg tthhee ttrriiggllyycceerriiddee eesstteerrss iinnttoo ffaattttyy aacciidsds tthhrrououggh h fafatt sasappoonnififiiccatatiioonn.. CCalalcciuiumm,, mmagagnenesisiuumm oror ssooddiiuumm mmaayy bbiinndd ttoo tthheessee lleessiioonnss ttoo pprroodduuccee aa cchhaallkkyy-- wwhihittee susubbststanancce.e. ThThee ccalalcciuiumm ddeeppososiitts s aarree

(26)

mmiiccrroossccooppiiccaallllyy ddiissttiinnccttiivvee aanndd mmaayy bbee llaarrggee eennoouugghh ttoo bbee vivissiibbllee onon rraadidiooggrrapaphhicic eexxaammininaattiiononss.. TTo o tthehe nnaakkeded eeyyee,, ccaallcciiuumm ddeeppoossiittss aappppeeaarr aass ggrriittttyy wwhhiittee fflleecckkss..

66.. FFiibbrriinnooiidd nneeccrroossiiss iiss aa ssppeecciiaall ffoorrmm ooff nneeccrroossiiss uussuuaallllyy ccaauusseedd bbyy iimmmmuunnee--mmeeddiiaatteedd vvaassccuullaarr ddaammaaggee.. IItt iiss mmararkkeed d bby y ccomompplelexxeess ofof aannttiiggeen n aandnd ananttibibododieiess,, rreeffeerrrreded ttoo aass iimmmmuunnee ccoommpplleexxeess ddeeppoossiitteedd wwiitthhiinn aarrtteerriiaall wwaallllss ttogogeetthheerr wwitithh ffibibrriin.n.

(27)

CCaauusseess ooff NNeeccrroossiiss::

NNeeccrroossiiss mmaayy ooccccuurr dduuee ttoo eexxtteerrnnaall oorr iinntteerrnnaall ffaaccttoorrss.. 11.. ExExtterernnaall ffaaccttoorrss: :

EExxtteerrnnaall ffaaccttoorrss mmaayy iinnvvoollvvee mmeecchhaanniiccaall ttrraauummaa ((pphhyyssiiccaall dadammaagge e toto ththee bbododyy whwhiicchh ccaauusesess ccelellluullaarr bbrereaakkdodowwnn)),, ddaammaaggee ttoo bblloooodd vveesssseellss ((wwhhiicchh mmaayy ddiissrruupptt bblloooodd ssuuppppllyy ttoo aassssoocciiaatteedd ttiissssuuee)),, aanndd iisscchheemmiiaa.. TThheerrmmaall eeffffeeccttss ((eexxttrreemmeellyy

(28)

hhiigghh oorr llooww tteemmppeerraattuurree)) ccaann rreessuulltt iinn nneeccrroossiiss dduuee ttoo tthhee didissrruuptptioionn ooff cceellllss..

22.. IInntteerrnnaall ffaaccttoorrss::

IInntteerrnnaall ffaaccttoorrss ccaauussiinngg nneeccrroossiiss iinncclluuddee:: ttrroopphhoonneeuurroottiicc ddiissoorrddeerrss ((ddiisseeaasseess tthhaatt ooccccuurr dduuee ttoo ddeeffeeccttiivvee nneerrvvee aaccttiioonn iinn aa ppaarrtt ofof aan n ororggaann wwhhicich h reressuullttss inin ffaaiilulurre e ofof nnututrriittiionon));; ininjjurury y aanndd ppaarraallyyssiiss ooff nneerrvvee cceellllss.. NNeeccrroossiiss ccaann bbee ccaauusseedd bbyy

(29)

ccoommppoonneennttss ooff tthhee iimmmmuunnee ssyysstteemm,, ssuucchh aass tthhee ccoommpplleemmeenntt sysysstteemm;; bbaaccteterriaial l ttoxoxiinnss;; aaccttiivavatteed d nnaattuurraal l kkilillleerr cecellllss;; anandd ppeerriittoonneeaall mmaaccrroopphhaaggeess..

PPaatthwhwaayyss ofof NNeeccrroossisis::

TThheerree aarree ttwwoo bbrrooaadd ppaatthhwwaayyss iinn wwhhiicchh nneeccrroossiiss mmaayy ooccccuurr iinn aann oorrggaanniissmm..

(30)

TThhee ffiirrsstt ooff tthheessee ttwwoo ppaatthhwwaayyss iinniittiiaallllyy iinnvvoollvveess oonnccoossiiss,, wwheherree swsweelllliningg ofof tthhee cceellllss ococccururss.. AAffffeecctetedd ccelellls s tthehenn pprroocceeeedd ttoo bblleebbbbiinngg,, aanndd tthhiiss iiss ffoolllloowweedd bbyy ppyykknnoossiiss,, iinn wwhhiicchh nnuucclleeaarr sshhrriinnkkaaggee ttrraannssppiirreess.. IInn tthhee ffiinnaall sstteepp ooff tthhiiss ppaatthhwwaayy cceellll nnuucclleeii aarree ddiissssoollvveedd iinnttoo tthhee ccyyttooppllaassmm,, wwhhiicchh iiss rreeffeerrrreedd ttoo aass kkaarryyoollyyssiiss..

TThhee sseeccoonndd ppaatthhwwaayy iiss aa sseeccoonnddaarryy ffoorrmm ooff nneeccrroossiiss tthhaatt iiss sshhoowwnn ttoo ooccccuurr aafftteerr aappooppttoossiiss aanndd bbuuddddiinngg.. IInn tthheessee

(31)

cceelllluullaarr cchhaannggeess ooff nneeccrroossiiss,, tthhee nnuucclleeuuss bbrreeaakkss iinnttoo frfraaggmmeentntss kknonowwnn aass kkaarryoyorrrrhheexixis.s.

TThehe nnucucleleuus s cchhaangngees s inin neneccrrososiiss anandd cchaharracactteerriiststiiccs s ofof tthihiss cchhaannggee aarree ddeetteerrmmiinneedd bbyy tthhee mmaannnneerr iinn wwhhiicchh iittss DDNNAA bbrreeaakkss ddoowwnn::

KKaarryyoollyyssiiss:: tthhee cchhrroommaattiinn ooff tthhee nnuucclleeuuss ffaaddeess dduuee ttoo tthhee lolosss s ooff tthhee DDNNAA bby y ddeeggraraddaatitioonn..

(32)

KKaarryyoorrrrhheexxiiss:: tthhee sshhrruunnkkeenn nnuucclleeuuss ffrraaggmmeennttss ttoo ccoommpplelettee ddiispspeersrsaall..

PPyykknnoossiiss:: tthhee nnuucclleeuuss sshhrriinnkkss,, aanndd tthhee cchhrroommaattiinn ccoonnddeennsseess..

(33)

D D i i f f f f e e r r e e n n c c e e b b e e t t w w e e e e n n A A p p o o p p t t o o s s i i s s a a n n d d N N e e c c r r o o s s i i s s : : no Sl. Apoptosis Necrosis

11. . AApopoppttoosisiss iiss aa rreeggululaarr prprococeessss ooff ddeeaatthh ooff tthhee cceellll tthhaatt ooccccuurrss

inin tthehe bbododyy wwhheerree cceellll iittsesellff ttaakkeess ppaarrtt iinn tthhee ddeeaatthh

NeNeccrrososiiss iiss aa ccelelllululaarr pprroocceessss ooff ddeeaatthh ooccccuurrrriinngg

wwhehenn tthhee cceellllss aarree hhiigghlhlyy eexxppoosseedd ttoo eexxttrreemmee eexxtteerrnnaall

ccoonnddiittiioonnss

22. . ItIt isis aa nanattururalal prproocceessss aandnd nonott ItIt iis s ccauausseed d bby y eextxteerrnanall

(34)

ccauausseed d bby y eexxtteerrnnaal l ffaaccttoorrss aaggeentnts s susucchh aass ininffeecctitioonn,, ttrraauummaa,, ttooxxiinnss..

33.. TThhee oorrggaanneelllleess aarree ssttiillll

fufuncncttiiononaall eevveen n aafftteerr tthhee dedeaatth h ooff tthhee cceellll

TThhee oorrggaanneelllleess aarree nnoott ffununcctitioonnaal l aafftteerr tthehe ddeeaatthh ooff

cceellll 44.. TThhee cceellll mmeemmbbrraannee bbrreeaakkss iinnttoo

sesevveerraall aappooptptoottiicc bbododieiess

TThhee cceellll mmeemmbbrraannee bbrreeaakkss anandd rreeleleasaseess tthhee cceelll l

ccoonntteennttss

(35)

55. . TThihiss prprooccesesss iiss ssaaiidd ttoo bbe e aa bbiitt bbeenneeffiicciiaall.. BBuutt,, iiss kknnoowwnn ttoo bbee ababnnorormmaall iiff iinn ccaasese tthhee cceelllluulalarr

pprroocceesssseess tthhaatt kkeeeepp tthhee bbooddyy bbaallaanncceedd ccaauussee mmaannyy cceellll

ddeeaatthhss oorr eevveenn ttoooo ffeeww..

ItIt iis s aallwwaayys s ddaammagaginingg oorr hhaarrmmffuull

66.. NNoo ssyymmppttoommss aarree oobbsseerrvveedd dduurriinngg tthhee pprroocceessss ooff aappooppttoossiiss

TThhee ssyymmppttoommss lliikkee

IInnffllaammmmaattiioonn,, ttiissssuuee ddeeaatthh aannd d ddeeccrreeaasseed d bbloloodod flflooww aatt

(36)

tthehe ininffeecctetedd ssiittee aarre e

oobbsseerrvveedd dduurriinngg tthhee pprroocceessss 77.. IItt iiss ccaauusseedd dduuee ttoo tthhee sseellff--

ggeneneerraatteed d ssigignanalsls wwiitthihinn aa ccelelll. .

IItt iiss ccaauusseedd bbyy BBaacctteerriiaall aanndd ffununggalal ininffeecctitioonns,s,

mmyyccoobbaacctteerriiaall iinnffeeccttiioonnss,, ddeennaattuurreedd pprrootteeiinnss,, ppaannccrreeaattiittiiss,, oorr bbyy tthhee ddeeppoossiittss ooff aannttiibbooddiieess aanndd

ananttiiggenenss

(37)

88. . NoNott mmucuch h ttrreeatatmmeenntt iiss rreeqquiuirreed d iinn ccaassee ooff aappooppttoossiiss

NNeeccrroosisiss,, wwhehenn uunnttrereaatteed d iis s ssaaiidd ttoo bbee vveerryy ddaannggeerroouuss

aannd d ccanan pprroovvee ttoo bbe e ffaattaal.l. HHeennccee,, mmeeddiiccaall ttrreeaattmmeenntt iiss vveerryy mmuucchh nneecceessssaarryy iinn ccaassee

ooff nneeccrroossiiss.. 99.. TThhiiss pprroocceessss ddooeess nnoott rreeqquuiirree

eenneerrggyy ssiinnccee tthhee eennzzyymmeess ccaarrrryy ooutut tthehe pprroocceessss..

TThhiiss pprroocceessss rreeqquuiirreess eenneerrggyy ttoo ccaarrrryy oouutt tthhee

pprroocceesss s

(38)

(39)

(40)

P P h h y y s s i i o o l l o o g g i i c c a a l l e e v v e e n n t t s s d d u u r r i i n n g g a a p p o o p p t t o o s s i i s s a a n n d d n n e e c c r r o o s s i i s s : :

AAppooppttoossiiss NNeeccrroossiiss MMoorrpphhoollooggiiccaall

cchhaannggeess

CCeellll SShhrriinnkkaaggee aanndd lloossss ooff cceellll-- cceellll ccononttaacctts;s;

aappooppttoottiicc cceellllss

pphhaaggooccyyttoossee neneigighbhbororiningg

cceellllss

SSwweelllliinngg;; cceellll llyyssiiss

PlPlasasmma a BBlelebbbbiinngg wwitith h LoLosss s ooff

(41)

mmemembrbraannee ininttacactt cceellll iinntteeggrriittyy,, ffoorrmmaattiioonn ooff

aappopopttootticic bbooddiieess aatt llaattee

ssttaaggeess

inintteegrgritity;y; iinnccrreeaasseedd ppeerrmmeeaabbiilliittyy

OOrrggaanneelllleess NNoo vviissiibbllee

cchhaannggeess CCeellll

ffrraaggmmeennttaattiioonn NNuucclleeuuss CChhrroommaattiinn

ccoonndedennssaattiionon,, ffrraaggmmeennttaattiionon

CCoonnddeennssaattiioonn ooff cchrhromomaattiinn aannd d

ddisisiinntteeggrarattiionon ooff tthhee nnuucclleeuuss

MMiittoocchhoonnddrriioonn PPootteennttiiaall NNoonn--ffuunnccttiioonnaall,,

(42)

mmeemmbbrraannee cchhaannggeess,,

sswweelllliinngg

swsweelllliingng aanndd ffrraaggmmeennttaattiioonn

BBiioocchheemmiiccaall cchhaannggees s

DDNNAA EEnnddoonnuucclleeaassee --inindduucceed d cclleeaavvaaggee ttoo ffrraaggmmeennttss ooff

ssppeecciiffiicc lelengngtthshs (D(DNNAA

llaaddddeerriinngg))

RRaannddoomm

dedeggrraaddaattiionon ofof ggeennoommiicc DDNNAA

PrPrototeeininss KiKinnaassees s aaccttiivvaattiioonn;; pphhoosspphhaattaasseess,,

UUnsnsppeecciiffiicc ddeeggrraaddaattiioonn

(43)

ccaaspspaassees,s, aanndd nnuucclleeaasseess AAnnttii--

aappooppttoottiicc prprootteieinnss

BBccll--22 ffaammiillyy pprrootteeiinnss,, IInhnhiibbititoror ofof

AAppooppttoossiiss PPrrootteeiinnss

((IIAAPPss)),, ccaaspspaassee iinnhhiibbiittoorrss

BBccll--22

eexxpprreessssiioonn iinn sosomme e ccasaseess

EnEneerrggy y AATPTP--

ddeeppeennddeenntt ATATPP--

iinnddeeppeennddeenntt

(44)

TTiissssuuee rreessppoonnssee ^^ RReeststrriicctteed d ttoo

iinnddiivviidduuaall ccelellls s



 IInndduucceedd bbyy pphhyyssiioollooggii

ccaall

cchhaangngees s ((ee..gg..,, CCaa²²⁺⁺,,

ffrreeee rraadidiccalalss,, hohorrmmononeess,,

ttooxxiinnss,,

 NNeeccrroossiiss ofofttenen aafffefeccttss

ggrroouuppss ooff cceellllss rraatthheerr tthhaann aa ssiinnggllee

cceellll

  IInndduucceedd bbyy eexxtteerrnnaall aanndd

inintteerrnanall papatthohollooggiiccaall

ccoonnddiittiioonnss

(45)

dedepplleettiionon ooff ggrroowwtthh

ffaaccttoorrss))



 UUsusuaallllyy nno o iinnffllaammmmaatt

oorryy rreessppoonnssee



 EEnnhahannccememeenn tt ooff

iinnffllaammmmaattoorr y y rreesspoponnssee

PPoosstt--ddeeaatthh cclleeaarraannccee PPhhaaggooccyyttoossiiss CCeellll llyyssiiss

(46)